RU2062981C1 - Range finder - techeometer - Google Patents

Range finder - techeometer Download PDF

Info

Publication number
RU2062981C1
RU2062981C1 RU93012874A RU93012874A RU2062981C1 RU 2062981 C1 RU2062981 C1 RU 2062981C1 RU 93012874 A RU93012874 A RU 93012874A RU 93012874 A RU93012874 A RU 93012874A RU 2062981 C1 RU2062981 C1 RU 2062981C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
inputs
outputs
amplifier
Prior art date
Application number
RU93012874A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU93012874A (en
Inventor
В.И. Кокорин
Original Assignee
Научно-производственное объединение "Сибцветавтоматика"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Научно-производственное объединение "Сибцветавтоматика" filed Critical Научно-производственное объединение "Сибцветавтоматика"
Priority to RU93012874A priority Critical patent/RU2062981C1/en
Publication of RU93012874A publication Critical patent/RU93012874A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2062981C1 publication Critical patent/RU2062981C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: geodetic instrumentation, invention can be used in mining surveying, geodesy, construction industry. SUBSTANCE: range-finder - techeometer includes generator 1 of scale marks, radiator 2, two commutators 3, 19, photodetector 4, heterodyne 5, amplifier- former 6, pulse generator 7, key 8, time-setting divider 9, frequency divider 10, computing unit 11, indicator 12, two logic elements 13, 14, two counters 15, 16, two registers 17, 18, two converters 20, 21 of angular position. EFFECT: expanded functional capabilities thanks to automatic measurement of direction to reflector. 3 dwg

Description

Изобретение относится к области геодезического приборостроения и может быть использовано для измерений в маркшейдерии, геодезии, строительном деле. The invention relates to the field of geodetic instrument engineering and can be used for measurements in surveying, geodesy, construction.

Известно устройство для измерения расстояния, содержащее генератор масштабных частот, излучатель, коммутатор измерительного и опорного каналов, фотоприемник, гетеродин, усилитель-формирователь и цифровей фазометр, содержащий генератор счетных импульсов, ключ, триггер, два логических элемента генератор управляющих импульсов, причем выход триггера соединен с электронным ключом, а входы подключены к выходам логических элементов, входы которых соединены с усилителем-формирователем и генератором управляющих импульсов/1/. A device for measuring distance, comprising a generator of scale frequencies, a radiator, a switch of the measuring and reference channels, a photodetector, a local oscillator, an amplifier driver and a digital phase meter containing a generator of calculating pulses, a key, a trigger, two logic elements, a generator of control pulses, the output of the trigger is connected with an electronic key, and the inputs are connected to the outputs of the logic elements, the inputs of which are connected to the amplifier-driver and the generator of control pulses / 1 /.

Недостатком данного устройства является ограниченные функциональные возможности из-за невозможности автоматического измерения направления на отражатель. The disadvantage of this device is the limited functionality due to the inability to automatically measure the direction of the reflector.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет автоматического измерения направления на отражатель. The aim of the invention is to expand the functionality by automatically measuring the direction to the reflector.

Цель достигается тем что дальномер-тахеометр содержит генератор масштабных частот, излучатель, входом соединенный с выходом генератора масштабных частот, гетеродин, коммутатор, фотоприемник, первый и второй входы которого соединены с выходами коммутатора и гетеродина соответственно, усилитель-формирователь, первый и второй логические элементы, первыми входами соединенные с выходами усилителя-формирователя, последовательно соединенные генератор импульсов ключ и первый счетчик, первый вход которого подсоединен к выходу ключа, решающий блок, времязадающий делитель, первый и второй регистры, информационные входы которых соответственно соединены с выходами первого и второго счетчиков, а выходы с первым и вторым входами решающего блока, делитель частоты, входом подсоединенный к выходу генератора масштабных частот, а первым и вторым выходами к вторым входам первого и второго логических элементов, соответственно, причем вход времязадающего делителя соединен с выходом генератора импульсов, а выходы с управляющими входами коммутатора, ключа, первого и второго счетчиков вторыми входами первого и второго регистров решающего блока, выход которого соединен с входом индикатора, выходы первого и второго логических элементов соединены с вторыми входами первого и второго счетчиков, соответственно, а третьи входы первого и второго регистров соединены с выходами времязадающего делителя, второй коммутатор, входами соединенный с выходами первого преобразователя углового положения, фотоприемника, второго преобразователя углового положения и времязадающего делителя, а выходом с усилителем-формирователем. The goal is achieved in that the range finder-tacheometer contains a generator of scale frequencies, an emitter connected to the output of the generator of scale frequencies, a local oscillator, a switch, a photodetector, the first and second inputs of which are connected to the outputs of the switch and the local oscillator, respectively, an amplifier-former, the first and second logic elements , the first inputs connected to the outputs of the amplifier-driver, serially connected pulse generator key and the first counter, the first input of which is connected to the output of the key, decisive the first block, the timing divider, the first and second registers, the information inputs of which are respectively connected to the outputs of the first and second counters, and the outputs with the first and second inputs of the decisive block, the frequency divider, the input connected to the output of the scale generator, and the first and second outputs to the second inputs of the first and second logic elements, respectively, and the input of the time-divider is connected to the output of the pulse generator, and the outputs with the control inputs of the switch, key, first and second counters of watts the first inputs of the first and second registers of the decision block, the output of which is connected to the indicator input, the outputs of the first and second logic elements are connected to the second inputs of the first and second counters, respectively, and the third inputs of the first and second registers are connected to the outputs of the time divider, the second switch, inputs connected to the outputs of the first angular position transducer, a photodetector, the second angular position transducer and a time-divider, and the output with an amplifier-former.

На фиг.1 приведена структурная схема дальномера-тахеометра. Figure 1 shows the structural diagram of the range finder-tacheometer.

На фиг.2 временные диаграммы, поясняющие его работу. 2, timing diagrams explaining its operation.

На фиг.3 блок-схема алгоритма работы решающего блока. Figure 3 is a block diagram of the operation algorithm of the crucial unit.

Дальномер-тахеометр содержит генератор масштабных частот 1, выходом соединенный с излучателем 2, коммутатор 3, выходом соединенный с входом фотоприемника 4, вход которого соединен с выходом гетеродина 5, усилитель-формирователь 6, генератор импульсов 7, выходом соединенный с входом ключа 8, времязадающий делитель 9, делитель частоты 10, решающий блок 11, индикатор 12, первый и второй логические элементы 13,14, первый и второй счетчики 15,16, первый и второй регистры 17,18, второй коммутатор 19, первый и второй преобразователи углового положения 20,21. Вход времязадающего делителя 9 соединен с выходом генератора импульсов 7 а выходы с входами коммутатора 3, ключа 6, первого и второго счетчиков 15,16, вторыми входами первого и второго регистров 17, 18, решающего блока 11, выход которого соединен с входом индикатора 12, выходы первого и второго логических элементов 13,14 соединены с вторыми входами первого и второго счетчиков 15,16, соответственно, а третьи входы первого и второго 17,18 регистров соединены с выходами времязадающего делителя 9. Входы первого и второго счетчиков 15,16 соединены с выходом ключа 8. The total station-tacheometer contains a generator of scale frequencies 1, connected to the emitter 2 by an output, a switch 3, connected to the input of the photodetector 4, the input of which is connected to the output of the local oscillator 5, amplifier-former 6, pulse generator 7, connected to the key 8 input by the output, timing divider 9, frequency divider 10, deciding unit 11, indicator 12, first and second logic elements 13.14, first and second counters 15.16, first and second registers 17.18, second switch 19, first and second angular position converters 20 , 21. The input of the time-divider 9 is connected to the output of the pulse generator 7 and the outputs with the inputs of the switch 3, key 6, the first and second counters 15.16, the second inputs of the first and second registers 17, 18, the decision block 11, the output of which is connected to the input of the indicator 12, the outputs of the first and second logic elements 13.14 are connected to the second inputs of the first and second counters 15.16, respectively, and the third inputs of the first and second 17.18 registers are connected to the outputs of the time divider 9. The inputs of the first and second counters 15.16 are connected to key output 8.

Делитель частоты 10 входом подсоединен к выходу генератора масштабных частот, а первым и вторым выходами к вторым входам первого и второго логических элементов, соответственно. Второй коммутатор 19 входами соединен с входами первого преобразователя углового положения 20, фотоприемника 4, второго преобразователя углового положения 21, времязадающего делителя 9, а выходом с входом усилителя-формирователя 6, выход которого соединен с первым и вторым логическими элементами 13,14. The frequency divider 10 input connected to the output of the scale generator, and the first and second outputs to the second inputs of the first and second logic elements, respectively. The second switch 19 inputs connected to the inputs of the first Converter angular position 20, the photodetector 4, the second Converter angular position 21, the timing divider 9, and the output of the input of the amplifier-driver 6, the output of which is connected to the first and second logical elements 13,14.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Генератор масштабных частот вырабатывает высокочастотное колебание, которое модулирует излучатель 2. Модулированный световой поток может поступать двумя путями: непосредственно на первый вход коммутатора 3 и после отражения от объекта на второй вход коммутатора 3. The generator of scale frequencies generates a high-frequency oscillation, which modulates the emitter 2. The modulated light flux can come in two ways: directly to the first input of the switch 3 and after reflection from the object to the second input of the switch 3.

Коммутатор 3 за счет команд, поступающих на управляющий вход времязадающего делителя 9 поочередно подсоединяет к фотоприемнику 4 уходящий и пришедший сигналы
Фотоприемник 4 преобразует эти сигналы к частоте F с помощью частоты подставки гетеродина 5 так, что через второй коммутатор 19 на вход усилителя-формирователя 6 поступают пачки синусоид с частотой F, преобразуемые в прямоугольные импульсы /фиг.2, эп.1/, поступающие на первые входы первого и второго логических элементов 13 и 14.
The switch 3 due to the commands received at the control input of the time-divider 9 alternately connects the outgoing and incoming signals to the photodetector 4
Photodetector 4 converts these signals to frequency F using the frequency of the local oscillator stand 5 so that through the second switch 19, sinusoidal packets of frequency F arrive at the input of the amplifier-former 6, converted to rectangular pulses (Fig. 2, ep 1 /) the first inputs of the first and second logic elements 13 and 14.

Длительность пачек равна времени измерения и задается с времязадающего делителя 9. The duration of the packs is equal to the measurement time and is set from the time-setting divider 9.

На вторые входы первого и второго логических элементов 13 и 14 поступают импульсы с делителя частоты 10 /фиг.2 эп.2 и 3/, частота которых равна частоте измеряемого сигнала, а их взаимный сдвиг составляет четверть периода: импульсы являются опорными, относительно них определяется фазовый сдвиг сигнала с выхода коммутатора 3. Первый и второй логические элементы 13 и 14 реализуют функцию перемножения входных сигналов, результат /пачки импульсов/ используется для управления работой счетчиков 15,16 /фиг.2, эп.4 и 5/. The second inputs of the first and second logic elements 13 and 14 receive pulses from the frequency divider 10 / Fig. 2 ep 2 and 3 /, the frequency of which is equal to the frequency of the measured signal, and their mutual shift is a quarter of the period: the pulses are reference, relative to them is determined the phase shift of the signal from the output of the switch 3. The first and second logic elements 13 and 14 implement the function of multiplying the input signals, the result / burst of pulses / is used to control the operation of the counters 15.16 / Fig.2, ep 4 and 5 /.

Счетчики 15 и 16 принимают эти группы и определяют суммарное количество счетных импульсов в них, поступающих в течение времени, определяемого временем команды, поступающей на первые входы с ключа 8 /фиг.2, эп.6/. The counters 15 and 16 receive these groups and determine the total number of counting pulses in them, arriving during the time determined by the time of the command received at the first inputs from key 8/2, ep 6 /.

На управляющие входы первого и второго счетчиков 15 и 16 поступают с времязадающего делителя 9 импульсы, приводящие счетчики 15 и 16 в исходное состояние /фиг.2 эп.7/. The control inputs of the first and second counters 15 and 16 receive pulses from the time-divider 9, bringing the counters 15 and 16 to their original state / Fig.2 ep.7 /.

В моменты времени t2 происходит параллельная перезапись содержимого счетчиков 15,16 в регистры 17,18 и затем обнуление счетчиков /фиг.2, эп.7.8/. Регистры 17,18 могут быть выполнены сдвиговыми с параллельной записью и последующим последовательным сдвигом информации ее счетчиков 15,16 на входы решающего блока 11, т. к. время обработки как правило. достаточно велико /фиг. 2, эп. 10.11.9/. Импульсы /фиг.2, эп.12/ от времязадающего делителя 9 поступает на решающий блок 11, синхронизируя его работу.At time t 2 there is a parallel rewriting of the contents of the counters 15.16 in registers 17.18 and then the counters are reset to zero / Fig.2, ep.7.8 /. Registers 17,18 can be made shift with parallel recording and subsequent sequential shift of the information of its counters 15,16 to the inputs of the decisive block 11, because the processing time is usually. large enough / FIG. 2, ep. 10.11.9 /. The pulses (Fig. 2, ep 12) from the time-divider 9 arrives at the decisive unit 11, synchronizing its operation.

Фазовый сдвиг, необходимый для определения расстояния, находится в решающем блоке 11, как разность между фазовыми сдвигами, полученными в режиме измерения Φи и калибровки Φк /фиг. 2, эп.13/, которые отличаются только"положением "коммутатора 3:
Φг= Φик
причем Φи и Φк определяются как:

Figure 00000002

где: А,В числа, накопленные в счетчиках 15,16 соответственно;
N суммарное количество импульсов генератора 7 за время постоянного наблюдения /t2-t1/.The phase shift needed to determine the distance, stored in the decision block 11, the difference between the phase shifts obtained in the measurement mode and the calibration Φ and Φ k / FIG. 2, ep 13 /, which differ only in the "position" of switch 3:
Φ r = Φ andk
where Φ and Φ k are defined as:
Figure 00000002

where: A, B numbers accumulated in the counters 15.16, respectively;
N the total number of pulses of the generator 7 during the constant observation / t 2 -t 1 /.

Расстояние определяется как:

Figure 00000003

где: l- длина волны:
m целое число длин волн до объекта.The distance is defined as:
Figure 00000003

where: l- wavelength:
m is an integer number of wavelengths to the object.

Длительность времени наблюдения /t2-t1/ и количество циклов измерения m определяется в конкретном случае, исходя из необходимой точности.The duration of the observation time / t 2 -t 1 / and the number of measurement cycles m is determined in a particular case, based on the required accuracy.

С целью обеспечения автоматической тахеометрической съемки в устройстве определяется направление на отражатель путем автоматического измерения горизонтального и вертикального углов. Для этого после окончания времени измерения расстояния r /фиг.2, эп.13/ сигналом управления от времязадающего делителя 9, второй коммутатор 19 соединяет выход первого преобразователя углового положения 20 с входом усилителя-формирователя 6 и гармонический сигнал частотой F с выхода первого преобразователя углового положения 20 поступает на усилитель-формирователь 6. В соответствии с описанной выше работой устройства, например в режиме калибровки в решающем блоке 11 определяется фазовый сдвиг vг, значение которого равно измеренному горизонтальному углу на отражатель. Затем сигналом управления от времязадающего делителя 9 второй коммутатор 19 соединяет выход второго преобразователя углового положения 21 с входом усилителя -формирователя 6, на который поступает гармонический сигнал частотой F с выхода второго преобразователя углового положения 21. В соответствии с описанной выше работой устройства в решающем блоке 1 /фиг.3/ определяется фазовый сдвиг Φв, значение которого равно изморенному вертикальному углу на отражатель. Длительность цикла работы устройства равна сумме времени измерения фазовых сдвигов Φк, Φи, Φг, Φв.
Генератор 1 масштабных частот представляет собой кварцевый генератор на частоту единицы-десятки МГц.
In order to ensure automatic total station shooting, the device determines the direction to the reflector by automatically measuring the horizontal and vertical angles. For this, after the time of measuring the distance r / Fig. 2, ep 13 / by the control signal from the timing divider 9, the second switch 19 connects the output of the first angular position transducer 20 to the input of the amplifier-former 6 and the harmonic signal with a frequency F from the output of the first angular transducer position 20 is fed to amplifier shaper 6. in accordance with the above-described operation of the device, for example in the calibration mode at decision block 11 is determined by v z phase shift whose value is measured HORIZONTAL Nome corner of the reflector. Then, the control signal from the timing divider 9, the second switch 19 connects the output of the second transducer of the angular position 21 with the input of the amplifier-former 6, which receives a harmonic signal with a frequency F from the output of the second transducer of the angular position 21. In accordance with the above-described operation of the device in the solving unit 1 / Fig. 3/, a phase shift Φ in is determined, the value of which is equal to the deformed vertical angle to the reflector. The duration of the cycle of the device is equal to the sum of the time measuring the phase shifts Φ k , Φ u , Φ g , Φ c .
The generator 1 of the scale frequencies is a crystal oscillator at a frequency of a few tens of MHz.

Коммутатор 3 в простейшем случае может быть выполнен в виде механической заслонки объективов с отражающей внутренней поверхностью. The switch 3 in the simplest case can be made in the form of a mechanical lens flap with a reflective inner surface.

Фотоприемник 4 содержит кроме фотоэлемента с усилителем, смеситель на единицы -десятки МГц и фильтр на метрическую частоту /например 10 кГЦ/. The photodetector 4 contains, in addition to a photocell with an amplifier, a mixer for dozens of MHz and a filter for a metric frequency (for example, 10 kHz).

Усилитель- формирователь 6 представляет собой ограничитель и элементы согласования с логическими микросхемами. Amplifier-shaper 6 is a limiter and elements of coordination with logic circuits.

Времязадающий делитель 9 выполнен либо на сдвиговых регистрах, либо на счетчиках либо на счетчиках и ПЛМ /или ПЗУ/. Временные диаграммы на его выходах приведены на фиг.3 эп.7,8,9,10,11,12. The time divider 9 is made either on the shift registers, or on the counters or on the counters and PLM / or ROM /. Timing diagrams at its outputs are shown in figure 3 ep 7,8,9,10,11,12.

Делитель 10 частоты построен так, что сигналы на его выходах равны по частоте, но сдвинуты на 90o. ЫЫЫ2The frequency divider 10 is constructed so that the signals at its outputs are equal in frequency, but shifted by 90 o . YYY2

Claims (1)

Дальномер-тахеометр, содержащий генератор масштабных частот, выходом подключенный к излучателю, первый коммутатор, выходом соединенный с одним входом фотоприемника, другой вход которого подключен к выходу гетеродина, а выход соединен с входом усилителя-формирователя, первый и второй логические элементы, одними входами соединенные с выходом усилителя-формирователя, а другими входами подключенные к соответствующим выходам формирователя управляющих импульсов, последовательно соединенные генератор импульсов, ключ и первый счетчик, индикатор, отличающийся тем, что формирователь управляющих импульсов выполнен в виде делителя частоты, вход которого соединен с выходом генератора масштабных частот, и в него введены второй коммутатор, через который выход фотоприемника соединен с входом усилителя-формирователя, первый и второй преобразователи углового положения, выходами подключенные к второму и третьему входам второго коммутатора, первый регистр, первым входом соединенный с выходом первого счетчика, первый вход которого подключен к выходу первого логического элемента, второй счетчик, первым входом соединенный с выходом второго логического элемента, второй регистр, первым входом соединенный с выходом второго счетчика, решающий блок, первым и вторым входами соединенный с выходами первого и второго регистров, а выходом с входом индикатора, и времязадающий делитель, вход которого подключен к другому выходу генератора импульсов, а выходы соединены с вторым и третьим входами первого и второго регистров, управляющими входами первого и второго коммутаторов, ключа, решающего блока, первого счетчика и второго счетчика, второй вход которого подключен к выходу ключа. A range finder-tacheometer containing a generator of scale frequencies with an output connected to the emitter, the first switch connected to one input of the photodetector, the other input of which is connected to the output of the local oscillator, and the output connected to the input of the amplifier-former, the first and second logic elements connected by one input with the output of the amplifier-driver, and other inputs connected to the corresponding outputs of the driver of the control pulses, series-connected pulse generator, key and first counter, indie a cathode, characterized in that the control pulse generator is made in the form of a frequency divider, the input of which is connected to the output of the scale generator, and a second switch is inserted into it, through which the output of the photodetector is connected to the input of the amplifier-former, the first and second angular position converters, with outputs connected to the second and third inputs of the second switch, the first register, the first input connected to the output of the first counter, the first input of which is connected to the output of the first logic element, A second counter connected to the output of the second logic element with a first input, a second register, a first input connected to the output of the second counter, a deciding unit, first and second inputs connected to the outputs of the first and second registers, and an output with an indicator input, and a timing divider, the input of which connected to another output of the pulse generator, and the outputs are connected to the second and third inputs of the first and second registers, controlling the inputs of the first and second switches, key, decision block, first counter and second count tchika, the second input of which is connected to an output key.
RU93012874A 1993-03-10 1993-03-10 Range finder - techeometer RU2062981C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93012874A RU2062981C1 (en) 1993-03-10 1993-03-10 Range finder - techeometer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93012874A RU2062981C1 (en) 1993-03-10 1993-03-10 Range finder - techeometer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU93012874A RU93012874A (en) 1995-07-09
RU2062981C1 true RU2062981C1 (en) 1996-06-27

Family

ID=20138435

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU93012874A RU2062981C1 (en) 1993-03-10 1993-03-10 Range finder - techeometer

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2062981C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР №586701, кл. G 01 С 3/00. 1978. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3900260A (en) Method and apparatus for measuring the distance and/or relative elevation between two points in an opto-electronic manner
JP2909742B2 (en) Delay time measuring device
US4297030A (en) Method and apparatus for measuring the distance and/or relative elevation between two points
US7945821B2 (en) Time lag measuring device, distance measuring apparatus and distance measuring method
US7777865B2 (en) Time difference measuring device, measuring method, distance measuring device, and distance measuring method
RU2062981C1 (en) Range finder - techeometer
RU2031365C1 (en) Device to measure distances
RU2043603C1 (en) Device to measure distances
SU769449A2 (en) Phase meter
JPH0476480A (en) Pulse range finder
JPH0682552A (en) Electrooptical distance measurement
JPS63256881A (en) Transmitter and receiver of acoustic position measuring instrument
SU1037293A1 (en) Device for reading and measuring lengthy object geometrical parameters
JPH02201106A (en) Dimension measuring instrument
RU2133451C1 (en) Apparatus for automatically controlled measurement of angular parameters
RU2018875C1 (en) Device for measuring seaway characteristic
SU1425446A1 (en) Light range finder
SU627405A2 (en) Angular accelerometer calibration apparatus
JPH0820219B2 (en) Dimension measuring device
KR920006257Y1 (en) Time-distance transformer of laser rangemeter
SU1012017A1 (en) Electronic optical range finder
SU817605A1 (en) Digital phase meter
RU2013005C1 (en) Autocorrelation meter of parameters of pseudorandom phase-shifted signal
RU1772625C (en) Optronic linear displacement measuring device
SU444985A1 (en) Integrating Voltmeter